"원전 2기로는 AI 전력수요 감당 안돼… 최소 20기 필요"

李정부 "계획대로 신규 원전 건설"
2050년 탄소중립 위해 원전 확대
기후장관 "원전 추가 건설 검토"
12차 전기본에 반영될지 주목

기후에너지환경부가 26일 11차 전력수급기본계획(전기본)에 반영된 신규 원전 2기를 건설하겠다고 발표한 가운데, 별도로 올해 수립 예정인 12차 전기본에 원전 추가 건설이 반영될지가 쟁점으로 떠오를 전망이다. 인공지능(AI), 데이터센터, 반도체 클러스터 등 전력 다소비 산업이 급증하는 데다 한국이 최근 '탈석탄 동맹'에까지 가입하면서 전력 공급구조의 선택지가 좁아졌기 때문이다. 다만 정부는 공식 입장을 유보한 채 신중한 검토를 이어갈 방침이다.

■전력 수요 급증에 원전 필요성↑

12차 전기본은 2026년부터 2040년까지 한국 전력정책의 방향을 결정하는 중장기 청사진이다. 이번 계획의 가장 큰 변수는 산업 전력 수요다. AI 학습과 데이터센터, 반도체·배터리 공장 증설, 전기차 보급 확대까지 겹치면서 전력 소비곡선이 급격히 가팔라지고 있기 때문이다. 산업계는 향후 10~20년간 전력 수요 증가 폭이 과거와는 비교할 수 없을 정도일 것으로 전망한다. 문제는 이 수요를 재생에너지만으로 감당하기에는 한계가 있다는 점이다.

재생에너지는 빠르게 늘고 있지만 간헐성이라는 구조적 한계를 안고 있다. 태양광과 풍력은 날씨와 시간에 따라 출력이 크게 흔들린다. 대규모 저장장치가 충분히 구축되지 않은 상황에서 재생에너지만으로 24시간 안정적인 전력 공급을 보장하기는 쉽지 않다.

탄소중립 목표도 원전 확대 논리에 힘을 싣는다. 그동안 전력망을 떠받치는 기저전원 역할은 원전과 석탄 화력발전이 맡아왔다. 한국은 2050년 탄소중립을 선언했지만 발전 부문에서 석탄과 액화천연가스(LNG) 비중은 여전히 높다. 이에 정부는 지난해 '탈석탄 발전'을 공식화했다.

김성환 기후부 장관은 지난해 11월 브라질 벨렝에서 탈석탄동맹(PPCA)에 가입하면서 2040년까지 석탄 화력발전소 40기를 폐쇄하겠다는 계획을 재확인했다. 석탄 발전이 전체 전력의 상당 부분을 차지해 온 한국으로서는 기저전원 축소를 국제사회에 약속한 셈이다.

LNG는 석탄보다 탄소배출이 적지만 무탄소 전원은 아니다. 재생에너지 확대만으로 화석연료를 빠르게 대체하기 어렵다면 무탄소 기저전원인 원전 비중을 일정 수준 유지하거나 확대하는 것이 현실적 대안이라는 주장이다.

■최소 신규 원전 20기 필요

학계에서는 11차 전기본에 반영된 신규 원전 2기 외에도 추가적인 원전 건설이 필요하다고 보고 있다. 신규 원전 2기만으로는 앞으로 급증할 전력 수요를 감당하기 어렵다는 이유에서다.

이와 관련해 한국원자력학회는 최근 보도자료를 통해 "대한민국은 탄소중립, 경제적 에너지 공급, 에너지 안보라는 '에너지 트릴레마(삼중고)'에 직면해 있다"며 "AI 혁명으로 전력 수요가 예측 범위를 넘어 급증하는 상황에서 간헐성이 큰 재생에너지만으로는 전력망 안정과 수요 대응에 한계가 명확하며, '무탄소 기저 전원'인 원자력의 역할 확대는 선택이 아닌 필수 생존전략"이라고 주장했다.

학회는 이어 "신규 원전 건설에 소요되는 기간을 고려할 때 2040년 이후 전력 수급 공백을 막으려면 지금 당장 12차 전기본에 2039~2040년 가동을 목표로 한 추가 신규 원전 건설계획을 반영해야 한다"고 강조했다.

정용훈 한국과학기술원(KAIST) 원자력양자공학과 교수는 "신규 원전 2기 건설 결정은 잘한 일이지만 다소 늦은 감이 있다"면서도 "원전이 24시간 가동 가능한 무탄소 전원이라는 점과 2050년 탄소중립 실현을 고려하면 신규 대형 원전이 최소 20기 이상은 필요하다"고 말했다.

이에 대해 김 장관은 즉답을 피하면서도 가능성은 열어뒀다. 김 장관은 "일부러 추가 원전 가능성을 닫아두는 것은 아니다"라며 "어느 정도 수준이 대한민국의 에너지믹스에 적합한지에 대해서는 12차 전기본 수립 과정에서 검토할 예정"이라고 밝혔다.

[e-mail] 이유범 기자